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La vela y el efecto Coanda

¿Te gustaría entender qué relación tienen la aerodinámica y el Efecto Coanda tan popular en la industria de la automoción? Para entenderlo, intentaremos soplar una vela con un cuaderno delante y, en la segunda ocasión, intentaremos soplarla con una lata. Solo se apagará en uno de los dos casos. ¿Quieres saber por qué? Para hacer este experimento solo necesitamos lo siguiente: una vela, un mechero, un cuaderno y un bote.

En el experimento, el aire se adhiere a la superficie del bote recorriéndola hasta llegar a la llama de la vela. Los objetos con forma de cilindro tienen buena forma aerodinámica. Es el “efecto Coanda”. El efecto Coanda es una cadena de sucesos que dan lugar a la explicación del comportamiento de un fluido en su impacto con una superficie. Esta teoría sustenta que los fluidos tienden a la atracción de algunas superficies próximas, en vez de rebotar contra ellas o desviarse, como sucede con los elementos sólidos.

Materiales

  • Vela
  • Mechero
  • Cuaderno
  • Bote

¿Cómo realizar el experimento?

  1. Enciende la vela.
  2. Coloca un cuaderno delante de la vela. Intenta apagar la vela. Vemos que no se apaga si soplamos.
  3. En cambio, si colocamos la lata tumbada en medio y soplamos, sí se apaga. ¡Los objetos con forma cilíndrica tienen buena aerodinámica!

Henri Coanda

Aunque no ha sido reconocido como tal, el pionero de la aerodinámica, el rumano Henri Coanda fue en realidad la primera persona en construir y volar un avión propulsado por jet. Se cree comúnmente que los primeros motores a reacción se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial. El Dr. Hans Von Ohain diseñó el primer avión a reacción alemán, que realizó su primer vuelo el 27 de agosto de 1939. Sin conocer el trabajo del Dr. Von Ohain, un ingeniero británico llamado Sir Frank Whittle también diseñó de forma independiente un avión a reacción, que voló por primera vez en mayo 15 de 1941.

Aunque generalmente se piensa que estos dos hombres son los padres de los aviones a reacción, no es realmente así. Henri Coanda construyó e hizo volar el primer avión a reacción registrado unos 30 años antes. En 1934 obtuvo una patente en Francia por un efecto que actualmente lleva el nombre de Coanda. Fue descrito de la siguiente manera: “una corriente de fluido en movimiento en contacto con una superficie curva tenderá a seguir la curvatura de la superficie en lugar de continuar viajando en línea recta”.

El efecto Coanda y su relación en la industria de automoción

En la aerodinámica moderna, el efecto Coanda figura como una de sus claves esenciales y un pilar básico en el mundo del automovilismo.

Este efecto, aparentemente invisible, es empleado a diario en la aviación y el automovilismo. El efecto Coanda es el responsable de las complejas formas que muestran los alerones de los coches en la Fórmula 1 y de los perfiles redondeados que tienen los vehículos a día de hoy. En un monoplaza, propicia que el flujo se adhiera a la carrocería llegando al difusor en lugar de a las ruedas traseras o a la parte inferior del alerón.

El efecto Coanda se usa en un automóvil de Fórmula 1 moderno en todas partes en algún momento para generar carga aerodinámica. En ocasiones no se utiliza para generar carga aerodinámica directamente. Se utiliza para guiar y acondicionar el flujo de aire en un lugar, como un medio de maximizar la carga aerodinámica en otro.

Por ejemplo, la parte trasera de un automóvil de Fórmula 1 moderno es estrechamente cónica entre las ruedas traseras, como el cuello y los hombros de una botella de coca-cola. Por medio del efecto Coanda, el aire que fluye a lo largo de los flancos de los pontones se adhiere a los contornos en la parte trasera, y el flujo de aire aquí se acelera, creando una presión más baja. En sí mismo, este diferencial de presión transversal a ambos lados del automóvil se cancela y no crea fuerza neta. Sin embargo, el flujo de aire acelerado entre las ruedas traseras y sobre la parte superior del difusor eleva la velocidad del aire que sale del difusor. Además, desviar el aire de los neumáticos traseros contribuye a reducir la resistencia.

Los bargeboards y el efecto Coanda

El efecto Coanda también es utilizado por los bargeboards, apéndices aerodinámicos ubicados típicamente entre el borde de salida de las ruedas delanteras y el borde de ataque de los pontones. Los bargeboards se utilizan para guiar el aire turbulento desde la estela del alerón delantero, lejos del flujo de aire vital debajo del automóvil. Además, el borde de salida inferior de un bargeboard crea un vórtice que viaja por el borde inferior exterior del pontón, actuando como una falda, ayudando a sellar el área de presión inferior debajo del automóvil.